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Elettrolisi di una soluzione di ioni aurici Au3+

Esercizio sull'elettrolisi di una soluzione di ioni Au3+

Durante l'elettrolisi dello ione Au3+ si producono 150 g del metallo puro.

Determinare per quanto tempo deve essere protratta l'elettrolisi operando con una corrente elettrica costante e di valore 2 A e ottenendo una resa del 95%.

Svolgimento

Lo ione Au3+ subisce una reazione di riduzione con formazione del metallo puro. La reazione è la seguente:

Au3+ + 3e- → Au

La reazione di riduzione richiede l'acquisto di 3 elettroni.

Determiniamo il peso equivalente PE dell'oro dividendo la massa atomica dell'oro (197 g/mol) per il numero di elettroni acquistati durante il processo di riduzione:

PE = PA / 3 = 197 / 3 = 65,667 g/eq

Determiniamo il numero di equivalenti dell'oro dividendo la massa in grammi per il valore del PE:

eq = g/PE = (150g) / (65,667 g/eq) = 2,284 eq

Il passaggio di 1 Faraday di elettricità (1 Faraday = 96500 C) fa reagire all'elettrodo 1 equivalente di un qualsiasi composto. Mediante una proporzione è possibile determinare quanti faraday sono necessari per depositare 2,284 eq di Au metallico:

1eq : 96500C = 2,284 eq : X

da cui:

X = (2,284 eq · 96500C) / 1eq = 220406 C

Ricordando che Q = i · t è possibile determinare per quanto tempo (teorico) deve essere protratta l'elettrolisi:

t = Q / i = 220406C / 2A = 110203 s

Ricordando che la resa è del 95%, è possibile determinare il tempo reale necessario per completare il processo di elettrolisi:

95 : 100 = 110203 : X

da cui:

X = (110203 · 100) / 95 = 116003 s

Quindi, avendo una resa del 95%, il tempo necessario per depositare al catodo 150 grammi di Au è di 116003 s.

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